位；16 —浆液流动方向；17 —螺母。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步的描述:
本发明的一种覆岩隔离注浆充填层位探测方法，具体步骤如下:
(1)选择采煤工作面5上方除第一个注浆钻孔4以外的任一个注浆钻孔作为注浆充填层位探测注浆钻孔3，在探测注浆钻孔3与采煤工作面切眼I之间选择距离探测注浆钻孔3最近的一个钻孔作为辅测注浆钻孔2 ;所述探测注浆钻孔3与辅测注浆钻孔2沿采煤工作面5开采方向的间距为30?200m ；
(2)在采煤工作面5上方的地表6施工垂直向下的探测注浆钻孔3和辅测注浆钻孔2，并在孔口段安装套管，探测注浆钻孔3内的套管9顶端高出地表6，其高度至少为0.5m，在距地表0.3m处的套管9上开孔，并在开孔处焊接一根水平测液管8，水平测液管8上安装有阀门7 ；
(3)在采煤工作面5开采过程中，按照常规注浆工艺通过辅测注浆钻孔2对覆岩实施注浆充填，由于注浆的压力作用，浆液流动方向16为孔内垂直运动，并沿充填层位水平流动到达探测注浆钻孔3所在区域，在辅测注浆钻孔2注浆充填过程中，打开套管9上水平测液管8的阀门7，利用水平测液管8定期观察探测注浆钻孔3孔口是否有浆液流出；观察周期为每天定期一次；
(4)当通过水平测液管8观察到探测注浆钻孔3内有浆液流出，待其稳定流出4h后，并利用常规下钻工艺，从探测注浆钻孔3孔口匀速送入头部固定有胶塞14的钻杆10和水管11，利用胶塞14的堵孔阻隔作用，使胶塞14与探测注浆钻孔3孔底之间的浆液只能从水管11中排出；所述的水管11头部穿过胶塞14前部0.2m，在下放过程中与钻杆10捆绑在一起。所述胶塞14的长度为0.3?1.0m，直径等于探测注浆钻孔3的裸孔段直径，形状为圆柱形，其顶、底部为圆台状，中部由两端带有螺纹的过渡轴13穿过，过渡轴13与胶塞14通过设在两端的垫片12、螺母17以螺纹连接在一起；所述的垫片12直径小于探测注浆钻孔3裸孔直径。
[0015](5)当胶塞14下放至探测注浆钻孔3套管段下部的裸孔段顶端时，开始记录胶塞14下放的深度，并同步观测水管11出口浆液的流量，每下放Im记录I次，当观测到水管11出口浆液的一组流量数据较上一组数据降低时，表明在2组观测数据对应的Im区间内存在I个注浆充填层位15，照此方法一直将胶塞14下放至探测注浆钻孔3孔底，即可探测出该区域有几个注浆充填层位；利用探测出的注浆充填层位，及时预计出所在层位的注采比及地表沉陷控制情况，并根据探测结果及时对后续注浆钻孔的注浆充填段进行适当调整，从而提高注浆充填工程的地表沉陷控制效果，有效保护地面建筑物安全；
(6)探测结束后，将钻杆10连同水管11、胶塞14从探测注浆钻孔3的孔底提至地表6，当采煤工作面5开采至临近探测注浆钻孔3位置时，通过探测注浆钻孔3对其覆盖区域内的采动覆岩实施注浆充填。
【主权项】
1.一种覆岩隔离注浆充填层位探测方法，其特征在于包括如下步骤: (1)选择采煤工作面(5)上方除第一个注浆钻孔(4)以外的任一个注浆钻孔作为注浆充填层位探测注浆钻孔(3 )，在探测注浆钻孔(3 )与采煤工作面切眼(I)之间选择距离探测注浆钻孔(3)最近的一个钻孔作为辅测注浆钻孔(2); (2)在采煤工作面(5)上方的地表(6)施工垂直向下的探测注浆钻孔(3)和辅测注浆钻孔(2)，并在孔口段安装套管；其中探测注浆钻孔(3)内的套管(9)顶端高出地表(6)，在套管(9)外露段上开孔焊接一根水平测液管(8)，并在水平测液管(8)上安装有阀门(7); (3 )在采煤工作面(5 )开采以及辅测注浆钻孔(2 )对覆岩实施注浆充填过程中，打开套管(9 )上水平测液管(8 )的阀门(7 )，利用水平测液管(8 )定期观察探测注浆钻孔(3 )孔口是否有浆液流出； (4)当通过水平测液管(8)观察到探测注浆钻孔(3 )孔口有浆液流出，且稳流4h后，从探测注浆钻孔(3)的孔口匀速送入头部固定有胶塞(14)的钻杆(10)和水管(11)，利用胶塞(14)的堵孔阻隔作用，使胶塞(14)与探测注浆钻孔(3)孔底之间的浆液只能从水管(11)中排出； (5)当胶塞(14)下放至探测注浆钻孔(3)套管段下部的裸孔段顶端时，开始记录胶塞(14)下放的深度，并同步观测水管(11)出口浆液的流量，每下放Im记录I次，当观测到水管(11)出口浆液的一组流量数据较上一组数据降低时，表明在2组观测数据对应的Im区间内存在I个注浆充填层位(15)，照此方法一直将胶塞(14)下放至探测注浆钻孔(3)孔底，即可探测出该区域有几个充填层位； (6)探测结束后，将钻杆(10)连同水管(11)和胶塞(14)从探测注浆钻孔(3)孔底提至地表(6)，当采煤工作面(5)开采至临近探测注浆钻孔(3)的位置时，从探测注浆钻孔(3)对其覆盖区域内的采动覆岩实施注浆充填。
2.根据权利要求1所述的一种覆岩隔离注浆充填层位探测方法，其特征在于:所述探测注浆钻孔(3)与辅测注浆钻孔(2)沿采煤工作面(5)开采方向的间距为30?200m。
3.根据权利要求1所述的一种覆岩隔离注浆充填层位探测方法，其特征在于:所述胶塞(14)的长度为0.3?1.0m，直径等于探测注浆钻孔(3)的裸孔段直径，形状为圆柱形，其顶、底部为圆台状，中部由两端带有螺纹的过渡轴(13)穿过，过渡轴(13)与胶塞(14)通过设在两端的垫片(12 )、螺母(17 )以螺纹连接在一起。
4.根据权利要求3所述的一种覆岩隔离注浆充填层位探测方法，其特征在于:所述的垫片(12)直径小于探测注浆钻孔(3)的裸孔直径。
5.根据权利要求1所述的一种覆岩隔离注浆充填层位探测方法，其特征在于:所述的水管(11)头部穿过胶塞(14)前部0.2m，在下放过程中与钻杆(10)捆绑。
【专利摘要】一种覆岩隔离注浆充填层位探测方法，在采煤工作面开采与辅测注浆钻孔注浆充填过程中，观察探测注浆钻孔内浆液流出情况；当探测注浆钻孔内浆液开始流出后，在钻孔内下入钻杆和与之相捆绑的水管，钻杆和水管底部均连接直径与钻孔裸孔孔径相等的胶塞；受胶塞阻隔作用，水管仅能将胶塞以下裸孔段内的浆液导出到地表；在钻杆和胶塞下放过程中，记录下放深度与水管浆液流量变化，从而探测所有注浆充填层位。用于注浆充填层位探测的钻孔均为注浆钻孔，无需在注浆工程结束后单独施工探测钻孔，且不影响钻孔正常注浆及沉陷控制效果，解决了已有技术中在工程结束后单独施工注浆充填层位探测钻孔所造成的大量资本与时间耗费问题。
【IPC分类】E21B47-04, E21F15-00, E21B49-00
【公开号】CN104747231
【申请号】CN201510032975
【发明人】轩大洋, 许家林, 王秉龙, 滕浩
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年1月22日